JP3759287B2

JP3759287B2 - Optical transmission system and optical transmitter used therefor

Info

Publication number: JP3759287B2
Application number: JP14435197A
Authority: JP
Inventors: 浩明山本; 裕之笹井; 晋森倉; 克行藤戸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JPH10150432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、より特定的には、複数の光送信装置から出力された複数の光変調信号を多重して共通の光伝送路を介して伝送する光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の電気信号を一括して光伝送する方式として、副搬送波周波数分割多重（ＳＣＭ：Ｓｕｂ−ＣａｒｒｉｅｒＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式が知られている。このＳＣＭ伝送方式は、同時に複数の電気信号を伝送することができるので、ＣＡＴＶ、映像監視システム、移動体通信用無線基地局間伝送等、様々な分野で用いられている。
【０００３】
（第１のＳＣＭ伝送方式）
従来から提案されている第１のＳＣＭ伝送方式は、伝送すべき電気信号で、周波数がそれぞれ異なる副搬送波信号を振幅変調（ＡＭ），周波数変調（ＦＭ）または位相変調（ＰＭ）し、これらの変調された電気信号を多重し、多重した電気信号を光強度変調信号に変換して光ファイバ等の光伝送路へ送出する方式である。
【０００４】
図９は、上記第１のＳＣＭ伝送方式を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。図９において、この光伝送システムは、それぞれが異なる周波数ｆ₁ 〜ｆ_N の副搬送波信号を入力信号で振幅変調する変調器１０₁ 〜１０_N と、合成器２０と、半導体レーザ３０と、光ファイバ４０とを備えている。
【０００５】
図９に示す光伝送システムの動作を以下に簡単に説明する。変調器１０₁ 〜１０_N には、映像信号，音声信号あるいはデータ信号等の電気信号が入力される。各変調器１０₁ 〜１０_N は、入力された電気信号で副搬送波信号を振幅変調する。なお、この例では、変調方式として振幅変調を採用しているが、周波数変調や位相変調を採用しても良い。
【０００６】
ここで、変調器１０₁ 〜１０_N の出力信号の電流波形ｉ₁ 〜ｉ_N は、それぞれ、次式（１₁ ）〜（１_N ）で与えられる。

【０００７】
なお、上式（１₁ ），（１₂ ），…，（１_N ）において、Ｉ₀₁（ｔ），Ｉ₀₂（ｔ），…，Ｉ_0N（ｔ）は電流振幅を示し、φ₁ ，φ₂ ，…，φ_N は位相を示す。変調器１０₁ 〜１０_N の出力信号は、合成器２０で多重される。多重された信号電流ｉ_S は、次式（２）で与えられる。
ｉ_s （ｔ）＝ｉ₁ （ｔ）＋ｉ₂ （ｔ）＋…＋ｉ_N （ｔ） …（２）
【０００８】
上記信号電流ｉ_S は、半導体レーザ３０に入力される。これによって、半導体レーザ３０から出力される光信号が直接光強度変調される。半導体レーザ３０のしきい値電流およびバイアス電流をそれぞれＩ_thおよびＩ_b とし、単位電流当たりの光パワーの変換効率をξ［Ｗ／Ａ］とすると、半導体レーザ３０から出力される光信号Ｐ_S （ｔ）は、次式（３）で与えられる。

【０００９】
ただし、上式（３）において、ｍ₀₁（ｔ），ｍ₀₂（ｔ），…，ｍ_0N（ｔ）は、それぞれ、次式（４₁ ），（４₂ ），…，（４_N ）で、Ｐ₀ は次式（５）で表されるものとする。

【００１０】
上式（４₁ ）〜（４_N ）のｍ₀₁〜ｍ_0Nは、それぞれ光変調度と呼ばれる。式（３）で与えられる光信号Ｐ_S （ｔ）は、光ファイバ４０に送出される。図示しない光受信装置は、光ファイバ４０によって伝送されてきた光信号を電気信号に変換し、周波数がｆ₁ 〜ｆ_N のうちの一つの周波数の信号を、バンドパスフィルタで抽出し復調する。このようにＳＣＭ方式は、一本の光ファイバで同時に複数の電気信号を伝送することができる。
【００１１】
（第２のＳＣＭ伝送方式）
従来から提案されている第２のＳＣＭ伝送方式として、特開平１−２７３４４４号公報に開示された“多チャンネル信号光伝送装置”がある。この第２のＳＣＭ伝送方式では、複数の光送信装置が、それぞれ伝送すべき情報を含む電気信号で副搬送波を変調し、変調された副搬送波信号を光信号に変換する。そして、各光送信装置からの光信号を光結合器を用いて１本の光ファイバに集めて、光受信装置に同時に伝送する。この第２のＳＣＭ伝送方式は、道路監視や移動体通信用無線基地局間伝送等に適している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
（第１のＳＣＭ伝送方式における課題）
前述した第１のＳＣＭ伝送方式では、半導体レーザ３０に入力される多重信号ｉ_S の信号数Ｎを増やそうとした場合に、次のような問題が生じる。すなわち、前述の式（２）に示すように、信号数Ｎを増やしていくと、信号電流ｉ_S の振幅値は、次第に増加する。この振幅値が(Ｉ_b −Ｉ_th)以上になると、半導体レーザ３０では、ｉ_S の時間波形のうち、Ｉ_th以下の部分が非発光状態になる。この現象は、一般にクリッピングと呼ばれる。クリッピングが起こると、相互変調歪が急激に増加することが知られている（参考文献１：田辺他、“８０チャネルＡＭ−ＦＤＭＴＶ信号光伝送装置”、ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ、Ｖｏｌ．３６、Ｎｏ．６、Ｄｅｃ．１９９０参照）。
【００１３】
クリッピングの現象を簡単なモデルを用いてもう少し詳しく説明する。
図９において、副搬送波信号のみを光伝送する場合について考える。変調器１０₁〜１０_Nにおいて、入力信号がない無変調状態で副搬送波信号のみが出力された場合の光変調度を、それぞれｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_Nとする。このとき、半導体レーザ３０から出力される光信号Ｐ_S（ｔ）は、次式（６）で与えられる。
Ｐ_S（ｔ）＝Ｐ_O・｛１＋ｍ₁（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₁ｔ＋φ₁）
＋ｍ₂（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₂ｔ＋φ₂）
＋…
＋ｍ_N（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ_Nｔ＋φ_N）｝
…（６）
【００１４】
図１０に半導体レーザ３０の入力電流対光パワーの関係を示す。バイアス電流Ｉ_b 、信号電流ｉ_S を半導体レーザ３０に入力すると、半導体レーザ３０からは、光信号Ｐ_S が出力される。式（６）における交流成分
｛ｍ₁（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₁ ｔ＋φ₁ ）
＋ｍ₂（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₂ ｔ＋φ₂ ）
＋…
＋ｍ_N（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ_N ｔ＋φ_N ）｝
の最大振幅値が１を越え、
｛１＋ｍ₁（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₁ ｔ＋φ₁ ）
＋ｍ₂（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ₂ ｔ＋φ₂ ）
＋…
＋ｍ_N（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆ_N ｔ＋φ_N ）｝
の値が負になると、半導体レーザ３０は非発光状態になる。すなわち、クリッピングが起こり、Ｐ_S の波形はカットされる。φ₁ ＝φ₂ ＝φ₃ ＝…＝φ_N ＝０の場合、クリッピングを起こさないようにするためには、ｍ₁ ＋ｍ₂ ＋…＋ｍ_N が１以下でなければならない。多重後の信号電流ｉ_S では、副搬送波信号間に時間的相関が無いことから、総合的な光変調度ｍa は、交流成分の実効値によって定義される。すなわち、次式（７）で表される。
ｍa ＝√（ｍ₁ ²＋ｍ₂ ²＋…＋ｍ_N ²） …（７）
【００１５】
上式（７）で示されるｍa は、総合実効変調度とも呼ばれる。前述の参考文献１によれば、総合実効変調度ｍa が０．４５以上になると、クリッピングの影響で、相互変調歪は急激に増加する。
【００１６】
クリッピングを起こさないで信号数Ｎを増やすためには、バイアス電流Ｉ_b を大きくする、光変調度を小さくする、などの方策がある。しかし、半導体レーザ３０における出力光の相対強度雑音（ＲＩＮ）特性や相互変調歪特性は、バイアス電流Ｉ_b に依存し、ＲＩＮや相互変調歪が最小となるバイアス電流Ｉ_b が存在する。そのため、バイアス電流Ｉ_b は、ある固定値に設定される。また、光変調度を小さくすると、受信後の信号のＳＮ比が悪くなるので、あまり小さくすることはできない。以上のことから、クリッピングを発生させない範囲で伝送できる信号数Ｎには限りがあった。
【００１７】
（第２のＳＣＭ伝送方式における問題点）
第２のＳＣＭ伝送方式では、各光送信装置に、発光素子として半導体レーザが用いられる。これらの半導体レーザの発光波長が同一波長帯の場合、各光送信装置から出力された光信号を光結合器で多重する際に、複数の光信号が相互に干渉し、いわゆるビート雑音が発生する。
【００１８】
また、発光素子は、入力される電気信号で光強度変調信号を生成する。しかしながら、光強度変調信号では、電気信号の電流値の変化で光の周波数変調が同時にかかる。この現象は、一般的にチャーピングと呼ばれている。例えば、発光素子に周波数ｆの副搬送波のみを入力すると、その光強度変調信号の光波長のスペクトルは、搬送波である光信号の光周波数からｆの整数倍の位置に分布する。これらのスペクトルが相互に干渉し合うことによってもビート雑音は生じる。
【００１９】
上記のようなビート雑音の周波数が副搬送波の周波数の近傍に分布すると、受信信号のＳＮ比が悪くなり、高品質な情報の伝送を妨げるという問題点があった。この問題点に関しては、特開平６−１７７８４０号公報、特開平６−２５２８５０号公報などで解決策が提案されている。
【００２０】
特開平６−１７７８４０号公報に開示されている“光通信方式”では、送信端の光源素子から出力される光信号のキャリヤ波長を、周期的にかつ各送信端において独立的に変動させることによって、ビート雑音がサブキャリヤの周波数近傍に分布することを低減させている。なお、光信号の中心光周波数を変動させる方法としては、発光素子である半導体レーザの温度あるいはバイアス電流を変動させる構成を採っている。バイアス電流を変動させる方法としては、具体的には、伝送すべき信号に変調信号を重畳して、半導体レーザに入力している。
【００２１】
ビート雑音の大きさは、互いに干渉する２つの光信号の電界強度と、２つの光信号が有するそれぞれの偏波面がなす角度とに依存する。特開平６−２５２８５０号公報に開示されている“多局型光伝送方法”では、発光端局から発せられる光信号の偏波面を時間的に変動させることによって、ビート雑音の影響を分散させている。
【００２２】
上記のように、特開平６−１７７８４０号公報または特開平６−１０４８４３号公報の方式によると、伝送すべき信号に変調信号またはチャープ信号を重畳するようにしているため、半導体レーザに入力される電気信号の振幅値が大きくなり、そのままでは半導体レーザでの総合実効変調度が大きくなる。当該総合実効変調度を一定に保ちクリッピングを起こさないようにするためには、伝送すべき信号の光変調度を下げなければならない。しかし、光変調度を小さくすると、受信後の信号のＳＮ比が悪くなるという別の問題が生じる。
【００２３】
それ故に、本発明の目的は、クリッピングを起こさずに副搬送波信号の信号数を増やす、あるいは各副搬送波信号の光変調度を上げることが可能な光送信装置およびそれを用いた光伝送システムを提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、電気信号を光信号に変換して送信する装置であって、
それぞれがＲＦ信号に直流信号を加算した要素信号を発生する複数の要素信号発生部と、
各要素信号同士を掛け合わせて、累積信号を出力する乗算部と、
累積信号を光強度変調信号に変換する光変調部とを備え、
ＲＦ信号のそれぞれの占有周波数は、互いに重ならずかつ各ＲＦ信号同士の掛け合わせで生じる高調波の周波数に重ならないように配置されており、
各要素信号に含まれるＲＦ信号の最大振幅値は、直流信号の大きさ以下に設定されていることを特徴とする。
【００２５】
上記第１の発明によれば、ＲＦ信号に直流信号を加算した要素信号を複数個掛け合わせて累積信号を生成し、この累積信号を光強度変調信号に変換しているので、光変調度を変えずかつクリッピングを起こさずに、ＲＦ信号の信号数を増やすことができる。
【００２６】
上記第１の発明において、好ましい実施形態では、各要素信号に含まれるＲＦ信号は、搬送波周波数が互いに異なる変調信号で構成され、各変調信号の振幅値の２乗和に対する平方根の値が、直流信号の大きさ以下に設定されている。このように、複数の変調信号に対して一つの要素信号を生成すれば、個々の変調信号に対して要素信号を生成する場合に比べて、累積信号の帯域を狭くすることができる。
【００２７】
第２の発明は、複数の光送信装置から出力された複数の光変調信号を多重して共通の光伝送路を介して伝送する光伝送システムであって、
各光送信装置は、
それぞれがＲＦ信号に直流信号を加算した要素信号を発生する複数の要素信号発生部と、
各要素信号同士を掛け合わせて、累積信号を出力する乗算部と、
累積信号を光強度変調信号に変換する光変調部とを備え、
ＲＦ信号のそれぞれの占有周波数は、互いに重ならずかつ各ＲＦ信号同士の掛け合わせで生じる高調波の周波数に重ならないように配置されており、
各要素信号に含まれるＲＦ信号の最大振幅値は、直流信号の大きさ以下に設定されていることを特徴とする。
【００２８】
上記第２の発明によれば、ＲＦ信号に直流信号を加算した要素信号を複数個掛け合わせて累積信号を生成し、この累積信号を光強度変調信号に変換しているので、光変調度を変えずかつクリッピングを起こさずにＲＦ信号の信号数を増やすことができる。また、光強度変調信号のスペクトルが拡散するので、ビート雑音の影響を低減することができる。
【００２９】
上記第２の発明において、好ましい実施形態では、各光送信装置における要素信号発生部は、低周波側に配置された第１のＲＦ信号に直流信号を加算した第１の要素信号を発生する第１の要素信号発生部と、高周波側に配置された第２のＲＦ信号に直流信号を加算した第２の要素信号を発生する第２の要素信号発生部とを含み、各光送信装置における第１のＲＦ信号の周波数は、全ての光送信装置間で等しく、かつ全ての光送信装置で扱う第２のＲＦ信号の周波数帯域幅の最大値よりも大きく設定されており、各光送信装置における第２のＲＦ信号の中心周波数の間隔は、第１のＲＦ信号の周波数の２倍以上の間隔に設定されている。
【００３０】
上記第２の発明において、他の好ましい実施形態では、各光送信装置における要素信号発生部は、低周波側に配置された第１のＲＦ信号に直流信号を加算した第１の要素信号を発生する第１の要素信号発生部と、高周波側に配置された第２のＲＦ信号に直流信号を加算した第２の要素信号を発生する第２の要素信号発生部とを含み、各光送信装置における第１のＲＦ信号の周波数は、全ての光送信装置間で等しく、かつ全ての光送信装置で扱う第２のＲＦ信号の最大周波数と最小周波数との差よりも大きい値に設定されている。
【００３１】
上記第２の発明において、さらに他の好ましい実施形態では、各光送信装置における要素信号発生部は、低周波側に配置された第１のＲＦ信号に直流信号を加算した第１の要素信号を発生する第１の要素信号発生部と、高周波側に配置された第２のＲＦ信号に直流信号を加算した第２の要素信号を発生する第２の要素信号発生部とを含み、各光送信装置における第２のＲＦ信号の周波数は、各光送信装置間で等しくなるように設定されており、各光送信装置における第１のＲＦ信号の占有周波数は、各光送信装置間で互いに異なるように設定されており、各光送信装置における第２のＲＦ信号の中心周波数は、全ての光送信装置で扱う第１のＲＦ信号の最大周波数の２倍以上に設定されている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図である。図１において、この光送信装置は、乗算器１１２〜１１Ｎと、半導体レーザ１２０とを備えている。なお、図１において、ｅ₁ 〜ｅ_N はＲＦ信号を示し、Ｖ₁ 〜Ｖ_N は直流信号を示す。また、ｇ₁ 〜ｇ_N は、それぞれ、ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N と直流信号Ｖ₁ 〜Ｖ_N とを加算した信号を示し、ここでは要素信号と呼ぶことにする。また、ｈ₂ 〜ｈ_N は、それぞれ、乗算器１１２〜１１Ｎの出力信号を示し、ここでは累積信号と呼ぶことにする。
【００３３】
この例では、ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N は、周波数がそれぞれｆ₁ 〜ｆ_N の正弦波とし、次式（８₁ ）〜（８_N ）で与えられるものとする。

【００３４】
ここで、上式（８₁ ）〜（８_N ）において、φ₁ 〜φ_N は、各ＲＦ信号の位相を示す。要素信号ｇ₁ 〜ｇ_N は、次式（９₁ ）〜（９_N ）で与えられる。

【００３５】
ただし、上式（９₁ ）〜（９_N ）において、ｍ_X1〜ｍ_XNは、次式（１０₁ ）〜（１０_N ）で与えられる。

【００３６】
乗算器１１２には、要素信号ｇ₁ とｇ₂ が入力される。乗算器１１２の出力である累積信号ｈ₂ は、次式（１１）で与えられる。

【００３７】
乗算器１１２は、具体的にはミキサなどによって実現することができる。要素信号ｇ₁ およびｇ₂ の時間波形の一例を、それぞれ、図２（ａ）および図２（ｂ）にそれぞれ示す。なお、
Ｖ₁ ＝Ｖ₂ ＝１
ｍ_X1＝ｍ_X2＝１
ｆ₁ ＝１００［ＭＨｚ］
ｆ₂ ＝２８０［ＭＨｚ］
φ₁ ＝φ₂ ＝０
とした。図２（ｃ）は、累積信号ｈ₂ の時間波形である。累積信号ｈ₂ の最小値、最大値および平均値は、それぞれ、０、４および１である。
【００３８】
乗算器１１３には、累積信号ｈ₂ および要素信号ｇ₃ が入力される。乗算器１１３の出力である累積信号ｈ₃ は、次式（１２）で与えられる。

【００３９】
要素信号ｇ₃の時間波形の一例を図２（ｄ）に示す。なお、
Ｖ₃ ＝１
ｍ_X3＝１
ｆ₃ ＝７６０［ＭＨｚ］
φ₃ ＝０
とした。累積信号ｈ₃ の時間波形は、図２（ｅ）に示すようになる。累積信号ｈ₃ の最小値、最大値および平均値は、それぞれ、０、８および１である。
【００４０】
要素信号を順次掛け合わせていく操作を行うことにより、最終的に乗算器１１Ｎの出力である累積信号ｈ_N は、次式（１３）のようになる。

【００４１】
なお、上式（１３）において、
ｍ_X1＝ｍ_X2＝ｍ_X3＝…＝ｍ_XN＝１
φ₁＝φ₂＝φ₃＝…＝φ_N＝０
Ｖ₁＝Ｖ₂＝Ｖ₃＝…＝Ｖ_N＝１
のとき、累積信号ｈ_N の最小値、最大値および平均値は、それぞれ、０、２^N および１となる。
【００４２】
このように、要素信号の数Ｎが増えても、累積信号ｈ_N の最小値および平均値は、それぞれ０および１で変わらない。すなわち、ｈ_N の最大値だけが増加していく。
【００４３】
累積信号ｈ_N は、電流信号に変換され、バイアス電流が加算された後、半導体レーザ１２０に入力される。半導体レーザ１２０は、入力された電流信号に応じて強度変調された光信号を出力する。半導体レーザ１２０のバイアス電流およびしきい値電流を、それぞれＩ_b およびＩ_thとし、式（１３）におけるＶ₁ ・Ｖ₂ ・Ｖ₃ …・Ｖ_N が（Ｉ_b −Ｉ_th）になるように設定する。このとき、半導体レーザ１２０から出力される光信号Ｐ_S （ｔ）は、次式（１４）で与えられる。

【００４４】
上式（１４）において、Ｐ₀ は、光信号の時間平均光パワーであり、前述の式（５）で与えられる。式（１４）のｍ_X1〜ｍ_XNを、以下、ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N における光変調度と呼ぶことにする。
【００４５】
φ₁ ＝φ₂ ＝φ₃ ＝…＝φ_N ＝０のとき、Ｐ_S （ｔ）の最小値Ｐmin および最大値Ｐmax は、それぞれ、次式（１５）および（１６）で与えられる。

【００４６】
光変調度ｍ_X1〜ｍ_XNがすべて１以下であれば、半導体レーザ１２０では、クリッピングを起こさない。光信号の平均パワーが従来技術の場合と本実施形態の場合で等しいとすると、従来技術ではクリッピングを起こさないようにするために光変調度ｍ₁ 〜ｍ_N の加算値が１以下でなければならないが、本実施形態では各光変調度が１以下であればよい。すなわち、
ｍ₁ ＝ｍ₂ ＝…＝ｍ_N
ｍ_X1＝ｍ_X2＝…＝ｍ_XN
とすると、ｍ_k （ｋ＝１，２，…，Ｎ）およびｍ_Xk（ｋ＝１，２，…，Ｎ）の値は、それぞれ、次式（１７）および（１８）で与えられる。
ｍ_k≦１／Ｎ …（１７）
ｍ_Xk≦１ …（１８）
【００４７】
以上のように、本実施形態では、クリッピングを起こさずに、副搬送波信号の信号数を増やす、あるいは各副搬送波信号の光変調度を上げることが可能である。
【００４８】
次に、ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N の周波数配置について説明する。
ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N の占有周波数は、互いに重ならない配置に設定する。また、ＲＦ信号同士の掛け合わせであるｅ₁ ・ｅ₂ 、…、ｅ₁ ・ｅ₂ …ｅ_N 等の周波数に重ならない配置に設定する。そのように設定するには、ＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N の周波数帯域をいずれもＢ［Ｈｚ］とすると、それぞれの中心周波数ｆ₁ 〜ｆ_N は、次式（１９）〜（２１）の条件を満たせばよい。ただし、
ｆ₁ ＜ｆ₂ ＜…＜ｆ_N
ｋ＝３，４，…，Ｎ
とする。
ｆ₁ ＞（３／２）・Ｂ …（１９）
ｆ₂ ＞２・ｆ₁ ＋（３／２）・Ｂ …（２０）
ｆ_k ≧３・ｆ_k-1 −ｆ_k-2 ＋Ｂ／２ …（２１）
【００４９】
図３は、Ｂ＝４０［ＭＨｚ］、ｆ₁ ＝１００［ＭＨｚ］、ｆ₂ ＝２８０［ＭＨｚ］、ｆ₃ ＝７６０［ＭＨｚ］としたときのｈ₃ （ｔ）の計算結果である。ｆ₁ 〜ｆ₃ の値は、式（１９）〜（２１）を用いて算出している。なお、ＲＦ信号ｅ₁ 、ｅ₂ 、ｅ₃ の各帯域内には、１０［ＭＨｚ］間隔で５ｃｈの正弦波が存在しているものとした。図３に示すようにｅ₁ 、ｅ₂ 、ｅ₃ の各信号帯域内には、ｅ₁ ・ｅ₂ 、ｅ₂ ・ｅ₃ 、ｅ₃ ・ｅ₁ 、ｅ₁ ・ｅ₂ ・ｅ₃ の成分は重なっていないことがわかる。
【００５０】
半導体レーザ１２０から出力された光信号Ｐ_S （ｔ）は、光ファイバ等の光伝送路を介して、光受信装置（図示せず）に伝送される。光受信装置では、光信号を電流信号に変換する。光伝送路中の光の損失をα［ｄＢ］、光受信装置における光電変換効率をη［Ａ／Ｗ］、Ｐ_S （ｔ）が式（１４）で与えられるとすると、変換後の電流信号ｉ_R （ｔ）は次式（２２）で与えられる。

【００５１】
上式（２２）に示すように、周波数がｆ₁ 〜ｆ_N のうちのいずれかの周波数の近傍の信号をバンドパスフィルタで抽出することにより、所望の信号を得ることができる。すなわち、従来技術で述べた光伝送システムに用いる光受信装置を本実施形態にそのまま適用することができる。
【００５２】
なお、図１ではＲＦ信号ｅ₁ 〜ｅ_N は、周波数がそれぞれｆ₁ 〜ｆ_N の正弦波としたが、それぞれのＲＦ信号は、搬送波周波数が互いに異なる複数の変調信号から構成されていてもよい。ただし、各変調信号の振幅値の２乗和に対する平方根の値が直流信号の大きさ以下であるとする。この構成の利点は、複数の変調信号に対して一つの要素信号を生成しているので、個々の変調信号に対して要素信号を生成する場合に比べて、累積信号の帯域を狭くすることができることである。
【００５３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。図４において、本実施形態の光伝送システムは、光送信装置４１１〜４１３と、光伝送路４２０と、光受信装置４３０とを備えている。各光送信装置４１１〜４１３は、それぞれ伝送すべき光信号を出力する。これら光信号は、光結合器等（図示せず）によって多重化された後、光伝送路４２０を介して光受信装置４３０へと伝送される。光受信装置４３０は、伝送されてきた多重化信号を受信して復調する。
【００５４】
光送信装置４１１〜４１３の回路構成は、それぞれ前述した第１の実施形態の光送信装置（図１参照）と同様である。ただし、本実施形態において、光送信装置４１１〜４１３内で用いるＲＦ信号の数は、それぞれ２つであるとする。なお、光送信装置４１１における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₁₁，ｆ₁₂（ただし、ｆ₁₁＜ｆ₁₂）とし、光送信装置４１２における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₂₁，ｆ₂₂（ただし、ｆ₂₁＜ｆ₂₂）とし、光送信装置４１３における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₃₁，ｆ₃₂（ただし、ｆ₃₁＜ｆ₃₂）とする。また、光送信装置４１１、４１２、４１３は、送りたい情報をそれぞれのＲＦ信号ｅ₂ に含めているものとする。
【００５５】
図５は、光送信装置４１１、４１２、４１３から出力される光信号のそれぞれの強度変調成分の周波数配置を示している。図５を参照して、光送信装置４１１から出力される光信号における強度変調成分の周波数は、ｆ₁₁、ｆ₁₂、ｆ₁₂−ｆ₁₁、ｆ₁₂＋ｆ₁₁である。また、光送信装置４１２から出力される光信号における強度変調成分の周波数は、ｆ₂₁、ｆ₂₂、ｆ₂₂−ｆ₂₁、ｆ₂₂＋ｆ₂₁である。また、光送信装置４１３から出力される光信号における強度変調成分の周波数は、ｆ₃₁、ｆ₃₂、ｆ₃₂−ｆ₃₁、ｆ₃₂＋ｆ₃₁である。
【００５６】
これらの周波数のうち、ｆ₁₁、ｆ₂₁およびｆ₃₁は、互いに異なるものとする。また、ｆ₁₁、ｆ₂₁およびｆ₃₁は、ｆ₁₂、ｆ₁₂−ｆ₁₁、ｆ₁₂＋ｆ₁₁、ｆ₂₂、ｆ₂₂−ｆ₂₁、ｆ₂₂＋ｆ₂₁、ｆ₃₂、ｆ₃₂−ｆ₃₁、ｆ₃₂＋ｆ₃₁に重ならないものとする。また、ｆ₁₂、ｆ₂₂、ｆ₃₂は、同じ周波数であってもよい。また、ｆ₁₂−ｆ₁₁およびｆ₁₂＋ｆ₁₁は、ｆ₁₁、ｆ₂₁、ｆ₃₁およびｆ₁₂以外の周波数に重なってもよい。また、ｆ₂₂−ｆ₂₁およびｆ₂₂＋ｆ₂₁は、ｆ₁₁、ｆ₂₁、ｆ₃₁およびｆ₂₂以外の周波数に重なってもよい。また、ｆ₃₂−ｆ₃₁とｆ₃₂＋ｆ₃₁は、ｆ₁₁、ｆ₂₁、ｆ₃₁およびｆ₃₂以外の周波数に重なってもよい。
【００５７】
光送信装置４１１、４１２、４１３から出力された各光信号は、光伝送路４２０を通り光受信装置４３０へ入る。光受信装置４３０では、光信号を電流信号に変換する。そして、周波数がｆ₁₁、ｆ₂₁、ｆ₃₁のうちのいずれかの周波数のＲＦ信号ｅ₂ をバンドパスフィルタで抽出して所望の信号を得る。
【００５８】
光送信装置４１１では、周波数がｆ₁₁のＲＦ信号以外に周波数がｆ₁₂、ｆ₁₂−ｆ₁₁、ｆ₁₂＋ｆ₁₁等の信号を半導体レーザに入力している。これによって、半導体レーザから出力される光信号のスペクトル分布は拡散する。光送信装置４１２や４１３についても同様である。本実施形態によれば、伝送すべき信号の光変調度を下げる必要がなく、従って、受信後の信号のＳＮ比が悪くなることはない。
【００５９】
なお、本実施形態では、光送信装置の数を３としたが、それ以上であってもよい。また、各光送信装置におけるＲＦ信号の数をそれぞれ２つとしたが、それ以上であってもよい。
【００６０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムの構成は、上述した第２の実施形態（図４参照）と同様である。また、光送信装置４１１〜４１３の回路構成は、前述した第１の実施形態の光送信装置（図１参照）と同様である。ただし、本実施形態において、光送信装置４１１〜４１３内で用いるＲＦ信号の数は、それぞれ２つであるとする。なお、光送信装置４１１における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₁₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₁₂）とし、光送信装置４１２における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₂₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₂₂）とし、光送信装置４１３における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₃₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₃₂）とする。また、各ＲＦ信号ｅ₂ は、光送信装置４１１、４１２、４１３がそれぞれ送りたい情報を含んでいるものとする。また、各ＲＦ信号ｅ₂ の帯域を、それぞれＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ とし、占有周波数は互いに重ならないものとする。
【００６１】
図６は、光送信装置４１１、４１２、４１３から出力される光信号のそれぞれの周波数配置を示している。周波数ｆ₀ 、ｆ₁₂、ｆ₂₂、ｆ₃₂は、次の条件式（２３）、（２４）、（２５）を満たすものとする。ただし、ｆ₁₂＜ｆ₂₂＜ｆ₃₂とする。また、ｋ＝１，２，３とする。
ｆ₀ ＞Ｂ_k …（２３）
｜ｆ₂₂−ｆ₁₂｜≧２・ｆ₀ …（２４）
｜ｆ₃₂−ｆ₂₂｜≧２・ｆ₀ …（２５）
【００６２】
光送信装置４１１、４１２、４１３から出力された各光信号は、光伝送路４２０を通り光受信装置４３０へ入る。光受信装置４３０では、光信号を電流信号に変換する。そして、周波数がｆ₁₂、ｆ₂₂、ｆ₃₂のうちのいずれかの周波数のＲＦ信号ｅ₂ をバンドパスフィルタで抽出して所望の信号を得る。なお、本実施形態で得られる効果は、前述した第２の実施形態と同様である。
【００６３】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る光伝送システムの構成は、前述した第２の実施形態（図４参照）と同様である。また、光送信装置４１１〜４１３の回路構成は、前述した第１の実施形態の光送信装置（図１参照）と同様である。ただし、本実施形態において、光送信装置４１１〜４１３内で用いるＲＦ信号の数は、それぞれ２つであるとする。なお、光送信装置４１１における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₁₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₁₂）とし、光送信装置４１２における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₂₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₂₂）とし、光送信装置４１３における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₀ ，ｆ₃₂（ただし、ｆ₀ ＜ｆ₃₂）とする。また、各ＲＦ信号ｅ₂ には、光送信装置４１１、４１２、４１３がそれぞれ送りたい情報を含んでいるものとする。また、光送信装置４１１のＲＦ信号ｅ₂ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_1aおよびｆ_1bとし、光送信装置４１２のＲＦ信号ｅ₂ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_2aおよびｆ_2bとし、光送信装置４１３のＲＦ信号ｅ₂ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_3aおよびｆ_3bとする。
【００６４】
図７は、光送信装置４１１、４１２、４１３から出力される光信号のそれぞれの周波数配置を示している。周波数ｆ₀ は、次の条件式（２６）を満たすものとする。ただし、ｆ_1a＜ｆ_1b＜ｆ_2a＜ｆ_2b＜ｆ_3a＜ｆ_3bとする。
ｆ₀ ＞｜ｆ_3b−ｆ_1a｜ …（２６）
【００６５】
光送信装置４１１、４１２、４１３から出力された各光信号は、光伝送路４２０を通り光受信装置４３０へ入る。光受信装置４３０では、光信号を電流信号に変換する。そして、周波数がｆ₁₂、ｆ₂₂、ｆ₃₂のうちのいずれかの周波数のＲＦ信号ｅ₂ をバンドパスフィルタで抽出して所望の信号を得る。なお、本実施形態において得られる効果は、前述した第２の実施形態と同様である。
【００６６】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る光伝送システムの構成は、前述した第２の実施形態（図４参照）と同様である。また、光送信装置４１１〜４１３の回路構成は、前述した第１の実施形態の光送信装置（図１参照）と同様である。ただし、本実施形態において、光送信装置４１１〜４１３内で用いるＲＦ信号の数は、それぞれ２つであるとする。なお、光送信装置４１１における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₁₁ ，ｆ₀（ただし、ｆ₁₁ ＜ｆ₀）とし、光送信装置４１２における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₂₁ ，ｆ₀（ただし、ｆ₂₁ ＜ｆ₀）とし、光送信装置４１３における２つのＲＦ信号ｅ₁ ，ｅ₂ のそれぞれの中心周波数をｆ₃₁ ，ｆ₀（ただし、ｆ₃₁＜ｆ₀）とする。また、各ＲＦ信号ｅ₁ には、光送信装置４１１、４１２、４１３がそれぞれ送りたい情報を含んでいるものとする。また、光送信装置４１１のＲＦ信号ｅ₁ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_1aおよびｆ_1bとし、光送信装置４１２のＲＦ信号ｅ₁ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_2aおよびｆ_2bとし、光送信装置４１３のＲＦ信号ｅ₁ の最小周波数および最大周波数をそれぞれｆ_3aおよびｆ_3bとする。
【００６７】
図８は、光送信装置４１１、４１２、４１３から出力される光信号のそれぞれの周波数配置を示している。周波数ｆ₀ は、次の条件式（２７）を満たすものとする。ただし、ｆ_1a＜ｆ_1b＜ｆ_2a＜ｆ_2b＜ｆ_3a＜ｆ_3bとする。
ｆ₀ ＞２・ｆ_3b …（２７）
【００６８】
光送信装置４１１、４１２、４１３から出力された各光信号は、光伝送路４２０を通り光受信装置４３０へ入る。光受信装置４３０では、光信号を電流信号に変換する。そして、周波数がｆ₁₁、ｆ₂₁、ｆ₃₁のうちのいずれかの周波数のＲＦ信号ｅ₁ をバンドパスフィルタで抽出して所望の信号を得る。なお、本実施形態で得られる効果は、前述した第１０の実施形態と同様である。
【００６９】
なお、図１の実施形態（図１参照）では、累積信号ｈ₂〜ｈ_Nを発生するために乗算器１１２〜１１Ｎを用いたが、このような乗算器に代えて図６に示す信号処理回路１１３と同様の回路を用いてもよい。また、第２〜第５の実施形態においても同様に、各光送信装置４１１〜４１３内の乗算器に代えて図６に示す信号処理回路１１３と同様の回路を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムで用いられる光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光送信装置の各部の信号波形を示す図である。
【図３】図１に示す光送信装置の要部における出力信号のスペクトル分布を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの要部における出力信号のスペクトル分布を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムの要部における出力信号のスペクトル分布を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る光伝送システムの要部における出力信号のスペクトル分布を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る光伝送システムの要部における出力信号のスペクトル分布を示す図である。
【図９】ＳＣＭ伝送方式を用いた従来の光伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す光伝送システムの動作原理を示す図である。
【符号の説明】
１１２〜１１Ｎ…乗算器
１２０…半導体レーザ
４１１〜４１３…光送信装置
４２０…光伝送路
４３０…光受信装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission system, and more particularly to an optical transmission system that multiplexes a plurality of optical modulation signals output from a plurality of optical transmission apparatuses and transmits the multiplexed signals through a common optical transmission line.
[0002]
[Prior art]
A sub-carrier frequency division multiplexing (SCM) transmission system is known as a system for optically transmitting a plurality of electrical signals at once. Since this SCM transmission method can simultaneously transmit a plurality of electrical signals, it is used in various fields such as CATV, video surveillance system, and transmission between radio base stations for mobile communication.
[0003]
(First SCM transmission method)
The first proposed SCM transmission method is an electric signal to be transmitted and amplitude-modulated (AM), frequency-modulated (FM) or phase-modulated (PM) sub-carrier signals having different frequencies. In this method, modulated electric signals are multiplexed, and the multiplexed electric signals are converted into optical intensity modulation signals and transmitted to an optical transmission line such as an optical fiber.
[0004]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system using the first SCM transmission method. In FIG. 9, this optical transmission system has different frequencies f.₁ ~ F_N Modulator 10 for amplitude-modulating the subcarrier signal of the input signal with the input signal₁ -10_N A synthesizer 20, a semiconductor laser 30, and an optical fiber 40.
[0005]
The operation of the optical transmission system shown in FIG. 9 will be briefly described below. Modulator 10₁ -10_N Is inputted with an electric signal such as a video signal, an audio signal or a data signal. Each modulator 10₁ -10_N Modulates the amplitude of the subcarrier signal with the input electrical signal. In this example, amplitude modulation is adopted as a modulation method, but frequency modulation or phase modulation may be adopted.
[0006]
Here, the modulator 10₁ -10_N Output signal current waveform i₁ ~ I_N Are the following formulas (1₁ ) ~ (1_N ).

[0007]
The above formula (1₁ ), (1₂ ), ..., (1_N )₀₁(T), I₀₂(T), ..., I_0N(T) indicates the current amplitude, φ₁ , Φ₂ , ..., φ_N Indicates the phase. Modulator 10₁ -10_N The output signal is multiplexed by the combiner 20. Multiplexed signal current i_S Is given by the following equation (2).
i_s (T) = i₁ (T) + i₂ (T) + ... + i_N (T) (2)
[0008]
The signal current i_S Is input to the semiconductor laser 30. As a result, the optical signal output from the semiconductor laser 30 is directly modulated in light intensity. The threshold current and bias current of the semiconductor laser 30 are respectively expressed as I_thAnd I_b Where the optical power conversion efficiency per unit current is ξ [W / A], the optical signal P output from the semiconductor laser 30_S (T) is given by the following equation (3).

[0009]
However, in the above equation (3), m₀₁(T), m₀₂(T), ..., m_0N(T) is expressed by the following equation (4).₁ ), (4₂ ), ..., (4_N ) And P₀ Is represented by the following equation (5).

[0010]
The above formula (4₁ ) ~ (4_N ) M₀₁~ M_0NAre called light modulation degrees. Optical signal P given by equation (3)_S (T) is sent to the optical fiber 40. An optical receiver (not shown) converts an optical signal transmitted through the optical fiber 40 into an electrical signal, and the frequency is f.₁ ~ F_N The signal of one frequency is extracted by a band pass filter and demodulated. As described above, the SCM method can simultaneously transmit a plurality of electrical signals through a single optical fiber.
[0011]
(Second SCM transmission method)
As a second SCM transmission method proposed conventionally, there is a “multi-channel signal light transmission device” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-273444. In the second SCM transmission method, a plurality of optical transmission devices modulate a subcarrier with an electric signal including information to be transmitted, and convert the modulated subcarrier signal into an optical signal. Then, the optical signals from the respective optical transmission devices are collected on one optical fiber by using an optical coupler and are simultaneously transmitted to the optical reception device. This second SCM transmission method is suitable for road monitoring, transmission between radio base stations for mobile communication, and the like.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
(Problems in the first SCM transmission method)
In the above-described first SCM transmission method, the multiplexed signal i input to the semiconductor laser 30._S When the number N of signals is increased, the following problem occurs. That is, as shown in the above equation (2), as the number of signals N is increased, the signal current i_S The amplitude value of increases gradually. This amplitude value is (I_b -I_thIn the semiconductor laser 30, i_S Of the time waveform of I_thThe following parts are in a non-light emitting state. This phenomenon is generally called clipping. It is known that when clipping occurs, intermodulation distortion increases abruptly (Reference 1: Tanabe et al., “80-channel AM-FDM TV signal optical transmission device”, National Technical Report, Vol. 6, Dec. 1990).
[0013]
  The clipping phenomenon will be explained in more detail using a simple model.
  In FIG. 9, consider the case where only the subcarrier signal is optically transmitted. modulationvessel10₁-10_N, The degree of optical modulation when only the subcarrier signal is output in the unmodulated state where there is no input signal,₁, M₂, ..., m_NAnd At this time, the optical signal P output from the semiconductor laser 30_S(T) is given by the following equation (6).
    P_S(T) = P_O・ {1 + m₁(T) · cos (2πf₁t + φ₁)
                        + M₂(T) · cos (2πf₂t + φ₂)
                        + ...
                        + M_N(T) · cos (2πf_Nt + φ_N)}
                                                            ... (6)
[0014]
FIG. 10 shows the relationship between the input current of the semiconductor laser 30 and the optical power. Bias current I_b , Signal current i_S Is input to the semiconductor laser 30, the optical signal P is output from the semiconductor laser 30._S Is output. AC component in equation (6)
{M₁(T) · cos (2πf₁ t + φ₁ )
+ M₂(T) · cos (2πf₂ t + φ₂ )
+ ...
+ M_N(T) · cos (2πf_N t + φ_N )}
The maximum amplitude value of exceeds 1,
{1 + m₁(T) · cos (2πf₁ t + φ₁ )
+ M₂(T) · cos (2πf₂ t + φ₂ )
+ ...
+ M_N(T) · cos (2πf_N t + φ_N )}
When the value of becomes negative, the semiconductor laser 30 enters a non-light emitting state. That is, clipping occurs and P_S The waveform of is cut. φ₁ = Φ₂ = Φ_Three = ... = φ_N To avoid clipping when m = 0, m₁ + M₂ + ... + m_N Must be 1 or less. Signal current i after multiplexing_S Then, since there is no temporal correlation between the subcarrier signals, the total optical modulation degree ma is defined by the effective value of the AC component. That is, it is expressed by the following formula (7).
ma = √ (m₁ ²+ M₂ ²+ ... + m_N ²(7)
[0015]
Ma shown in the above equation (7) is also called the total effective modulation degree. According to the above-mentioned reference document 1, when the total effective modulation degree ma becomes 0.45 or more, the intermodulation distortion increases rapidly due to the influence of clipping.
[0016]
In order to increase the number N of signals without causing clipping, the bias current I_b There are measures such as increasing the light intensity and decreasing the light modulation degree. However, the relative intensity noise (RIN) characteristic and the intermodulation distortion characteristic of the output light in the semiconductor laser 30 depend on the bias current I_b Depending on the bias current I that minimizes RIN and intermodulation distortion_b Exists. Therefore, bias current I_b Is set to a fixed value. Also, if the degree of optical modulation is reduced, the signal-to-noise ratio of the signal after reception becomes worse, so it cannot be made too small. From the above, the number N of signals that can be transmitted in a range where clipping does not occur is limited.
[0017]
(Problems in the second SCM transmission method)
In the second SCM transmission method, a semiconductor laser is used as a light emitting element in each optical transmission device. When the emission wavelengths of these semiconductor lasers are in the same wavelength band, a plurality of optical signals interfere with each other and so-called beat noise occurs when optical signals output from each optical transmission device are multiplexed by an optical coupler. .
[0018]
Further, the light emitting element generates a light intensity modulation signal with the input electric signal. However, in the light intensity modulation signal, the frequency modulation of light is simultaneously applied by the change in the current value of the electric signal. This phenomenon is generally called chirping. For example, when only the subcarrier of frequency f is input to the light emitting element, the spectrum of the optical wavelength of the light intensity modulation signal is distributed at positions that are integer multiples of f from the optical frequency of the optical signal that is the carrier. Beat noise also occurs when these spectra interfere with each other.
[0019]
When the beat noise frequency as described above is distributed in the vicinity of the subcarrier frequency, the SN ratio of the received signal is deteriorated, and there is a problem that the transmission of high-quality information is hindered. Regarding this problem, solutions have been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-177840 and 6-252850.
[0020]
In the “optical communication system” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-177840, the carrier wavelength of the optical signal output from the light source element at the transmission end is periodically and independently varied at each transmission end. This reduces the distribution of beat noise in the vicinity of the subcarrier frequency. As a method for changing the center optical frequency of the optical signal, a configuration is adopted in which the temperature or bias current of the semiconductor laser, which is a light emitting element, is changed. As a method of changing the bias current, specifically, a modulation signal is superimposed on a signal to be transmitted and input to the semiconductor laser.
[0021]
The magnitude of the beat noise depends on the electric field strength of the two optical signals that interfere with each other and the angle formed by the respective polarization planes of the two optical signals. In the “multi-station optical transmission method” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-252850, the influence of beat noise is dispersed by temporally changing the polarization plane of an optical signal emitted from a light emitting terminal station. Yes.
[0022]
As described above, according to the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-177840 or Japanese Patent Laid-Open No. 6-104843, a modulation signal or a chirp signal is superimposed on a signal to be transmitted. The amplitude value of the electric signal is increased, and the total effective modulation degree in the semiconductor laser is increased as it is. In order to keep the total effective modulation factor constant and prevent clipping, the optical modulation factor of the signal to be transmitted must be lowered. However, when the degree of light modulation is reduced, another problem arises that the signal-to-noise ratio of the signal after reception is deteriorated.
[0023]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical transmitter capable of increasing the number of subcarrier signals without causing clipping or increasing the optical modulation degree of each subcarrier signal and an optical transmission system using the same. Is to provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
A first invention is an apparatus for converting an electrical signal into an optical signal and transmitting the optical signal,
A plurality of element signal generators each generating an element signal obtained by adding a DC signal to an RF signal;
A multiplication unit that multiplies each element signal and outputs a cumulative signal;
An optical modulation unit that converts the accumulated signal into a light intensity modulation signal,
The occupied frequencies of the RF signals are arranged so as not to overlap with each other and not to overlap with the frequency of the harmonic generated by the multiplication of the RF signals.
The maximum amplitude value of the RF signal included in each element signal is set to be equal to or less than the magnitude of the DC signal.
[0025]
According to the first invention, a cumulative signal is generated by multiplying a plurality of element signals obtained by adding a DC signal to an RF signal, and the cumulative signal is converted into a light intensity modulation signal. The number of RF signals can be increased without changing and without causing clipping.
[0026]
In the first invention, in a preferred embodiment, the RF signal included in each element signal is composed of modulation signals having different carrier frequencies, and the square root value with respect to the square sum of the amplitude values of the modulation signals is DC. It is set below the signal level. Thus, if one element signal is generated for a plurality of modulated signals, the band of the accumulated signal can be narrowed compared to the case where the element signals are generated for individual modulated signals.
[0027]
A second invention is an optical transmission system for multiplexing a plurality of optical modulation signals output from a plurality of optical transmitters and transmitting the multiplexed signals through a common optical transmission line,
Each optical transmitter
A plurality of element signal generators each generating an element signal obtained by adding a DC signal to an RF signal;
A multiplication unit that multiplies each element signal and outputs a cumulative signal;
An optical modulation unit that converts the accumulated signal into a light intensity modulation signal,
The occupied frequencies of the RF signals are arranged so as not to overlap with each other and not to overlap with the frequency of the harmonic generated by the multiplication of the RF signals.
The maximum amplitude value of the RF signal included in each element signal is set to be equal to or less than the magnitude of the DC signal.
[0028]
According to the second aspect of the invention, a cumulative signal is generated by multiplying a plurality of element signals obtained by adding a DC signal to an RF signal, and the cumulative signal is converted into a light intensity modulation signal. The number of RF signals can be increased without changing and without causing clipping. In addition, since the spectrum of the light intensity modulation signal spreads, the influence of beat noise can be reduced.
[0029]
In the second invention, in a preferred embodiment, the element signal generator in each optical transmission device generates a first element signal by adding a direct current signal to the first RF signal arranged on the low frequency side. 1 element signal generation unit, and a second element signal generation unit that generates a second element signal obtained by adding a DC signal to a second RF signal arranged on the high frequency side, and in each optical transmission device The frequency of one RF signal is set to be equal among all the optical transmission devices and larger than the maximum value of the frequency bandwidth of the second RF signal handled by all the optical transmission devices. The interval between the center frequencies of the second RF signals is set to an interval that is twice or more the frequency of the first RF signal.
[0030]
In the second invention, in another preferred embodiment, the element signal generator in each optical transmission device generates a first element signal obtained by adding a DC signal to the first RF signal arranged on the low frequency side. Each of the optical transmission devices includes: a first element signal generation unit configured to generate a second element signal generated by adding a DC signal to the second RF signal disposed on the high frequency side. The frequency of the first RF signal in is equal to all the optical transmission devices, and is set to a value larger than the difference between the maximum frequency and the minimum frequency of the second RF signal handled by all the optical transmission devices. .
[0031]
In the second invention described above, in still another preferred embodiment, the element signal generator in each optical transmission device outputs a first element signal obtained by adding a DC signal to the first RF signal arranged on the low frequency side. A first element signal generator that generates a second element signal generator that generates a second element signal obtained by adding a direct current signal to a second RF signal arranged on the high frequency side, and each optical transmission The frequency of the second RF signal in the apparatus is set to be equal between the optical transmission apparatuses, and the occupation frequency of the first RF signal in each optical transmission apparatus is different between the optical transmission apparatuses. The center frequency of the second RF signal in each optical transmission device is set to at least twice the maximum frequency of the first RF signal handled by all the optical transmission devices.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the optical transmission device includes multipliers 112 to 11N and a semiconductor laser 120. In FIG. 1, e₁ ~ E_N Indicates RF signal, V₁ ~ V_N Indicates a DC signal. G₁ ~ G_N Respectively, RF signal e₁ ~ E_N And DC signal V₁ ~ V_N Are added and are referred to as element signals here. H₂ ~ H_N Respectively indicate output signals of the multipliers 112 to 11N, and are referred to as accumulated signals here.
[0033]
In this example, the RF signal e₁ ~ E_N Each has a frequency f₁ ~ F_N Sine wave of the following formula (8₁ ) ~ (8_N ).

[0034]
Here, the above formula (8₁ ) ~ (8_N ), Φ₁ ~ Φ_N Indicates the phase of each RF signal. Element signal g₁ ~ G_N Is the following formula (9₁ ) ~ (9_N ).

[0035]
However, the above formula (9₁ ) ~ (9_N ) M_X1~ M_XNIs the following formula (10₁ ) ~ (10_N ).

[0036]
The multiplier 112 has an element signal g₁ And g₂ Is entered. Accumulated signal h that is the output of multiplier 112₂ Is given by the following equation (11).

[0037]
Specifically, the multiplier 112 can be realized by a mixer or the like. Element signal g₁ And g₂ An example of the time waveform is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. In addition,
V₁ = V₂ = 1
m_X1= M_X2= 1
f₁ = 100 [MHz]
f₂ = 280 [MHz]
φ₁ = Φ₂ = 0
It was. FIG. 2 (c) shows the accumulated signal h.₂ It is a time waveform. Accumulated signal h₂ The minimum value, maximum value, and average value are 0, 4, and 1, respectively.
[0038]
The multiplier 113 receives the accumulated signal h.₂ And element signal g_Three Is entered. Cumulative signal h which is the output of multiplier 113_Three Is given by the following equation (12).

[0039]
Element signal g_ThreeAn example of the time waveform is shown in FIG. In addition,
V_Three = 1
m_X3= 1
f_Three = 760 [MHz]
φ_Three = 0
It was. Accumulated signal h_Three The time waveform is as shown in FIG. Accumulated signal h_Three The minimum value, maximum value, and average value are 0, 8, and 1, respectively.
[0040]
By performing an operation of sequentially multiplying the element signals, the accumulated signal h which is finally the output of the multiplier 11N._N Is given by the following equation (13).

[0041]
In the above equation (13),
m_X1= M_X2= M_X3= ... = m_XN= 1
φ₁= Φ₂= Φ_Three= ... = φ_N= 0
V₁= V₂= V_Three= ... = V_N= 1
The cumulative signal h_N The minimum, maximum, and average values of 0, 2 and^N And 1.
[0042]
Thus, even if the number N of element signals increases, the accumulated signal h_N The minimum value and the average value of 0 remain unchanged at 0 and 1, respectively. That is, h_N Only the maximum value of increases.
[0043]
Accumulated signal h_N Is converted into a current signal, a bias current is added, and then input to the semiconductor laser 120. The semiconductor laser 120 outputs an optical signal whose intensity is modulated in accordance with the input current signal. The bias current and threshold current of the semiconductor laser 120 are respectively expressed as I_b And I_thAnd V in equation (13)₁ ・ V₂ ・ V_Three ... V_N (I_b -I_th). At this time, the optical signal P output from the semiconductor laser 120_S (T) is given by the following equation (14).

[0044]
In the above equation (14), P₀ Is the time-averaged optical power of the optical signal, and is given by the above equation (5). M in formula (14)_X1~ M_XN, RF signal e₁ ~ E_N This is called the light modulation degree.
[0045]
φ₁ = Φ₂ = Φ_Three = ... = φ_N = 0 when P_S The minimum value Pmin and the maximum value Pmax of (t) are given by the following equations (15) and (16), respectively.

[0046]
Light modulation m_X1~ M_XNAre all 1 or less, the semiconductor laser 120 does not cause clipping. If the average power of the optical signal is the same in the case of the prior art and that of the present embodiment, the optical modulation degree m is used in order to prevent clipping in the prior art.₁ ~ M_N However, in this embodiment, each degree of light modulation needs to be 1 or less. That is,
m₁ = M₂ = ... = m_N
m_X1= M_X2= ... = m_XN
And m_k (K = 1, 2,..., N) and m_XkThe values (k = 1, 2,..., N) are given by the following equations (17) and (18), respectively.
m_k≦ 1 / N (17)
m_Xk≦ 1 (18)
[0047]
As described above, in this embodiment, it is possible to increase the number of subcarrier signal signals or increase the degree of optical modulation of each subcarrier signal without causing clipping.
[0048]
Next, the RF signal e₁ ~ E_N The frequency arrangement will be described.
RF signal e₁ ~ E_N The occupation frequencies are set so as not to overlap each other. Also, e which is the multiplication of RF signals.₁ ・ E₂ ... e₁ ・ E₂ ... e_N Set to an arrangement that does not overlap the frequency. To do so, the RF signal e₁ ~ E_N If the frequency band of each is B [Hz], each center frequency f₁ ~ F_N May satisfy the conditions of the following equations (19) to (21). However,
f₁ <F₂ <... <f_N
k = 3, 4, ..., N
And
f₁ > (3/2) · B (19)
f₂ > 2 ・ f₁ + (3/2) · B (20)
f_k ≧ 3 ・ f_k-1 -F_k-2 + B / 2 (21)
[0049]
FIG. 3 shows B = 40 [MHz], f₁ = 100 [MHz], f₂ = 280 [MHz], f_Three = H when 760 [MHz]_Three It is a calculation result of (t). f₁ ~ F_Three The value of is calculated using equations (19) to (21). The RF signal e₁ , E₂ , E_Three It is assumed that sine waves of 5 ch exist at intervals of 10 [MHz] in each band. E as shown in FIG.₁ , E₂ , E_Three In each signal band of e,₁ ・ E₂ , E₂ ・ E_Three , E_Three ・ E₁ , E₁ ・ E₂ ・ E_Three It can be seen that the components of do not overlap.
[0050]
Optical signal P output from semiconductor laser 120_S (T) is transmitted to an optical receiver (not shown) via an optical transmission line such as an optical fiber. In the optical receiver, the optical signal is converted into a current signal. The loss of light in the optical transmission path is α [dB], the photoelectric conversion efficiency in the optical receiver is η [A / W], P_S If (t) is given by equation (14), the converted current signal i_R (T) is given by the following equation (22).

[0051]
As shown in the above equation (22), the frequency is f₁ ~ F_N A desired signal can be obtained by extracting a signal in the vicinity of one of the frequencies with a band-pass filter. That is, the optical receiver used in the optical transmission system described in the related art can be applied to the present embodiment as it is.
[0052]
In FIG. 1, the RF signal e₁ ~ E_N Each has a frequency f₁ ~ F_N However, each RF signal may be composed of a plurality of modulation signals having different carrier frequencies. However, it is assumed that the value of the square root with respect to the square sum of the amplitude value of each modulation signal is equal to or less than the magnitude of the DC signal. The advantage of this configuration is that one element signal is generated for a plurality of modulation signals, so that the band of the accumulated signal can be made narrower than when element signals are generated for individual modulation signals. It can be done.
[0053]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the optical transmission system of the present embodiment includes optical transmission devices 411 to 413, an optical transmission path 420, and an optical reception device 430. Each of the optical transmission devices 411 to 413 outputs an optical signal to be transmitted. These optical signals are multiplexed by an optical coupler or the like (not shown) and then transmitted to the optical receiver 430 via the optical transmission path 420. The optical receiver 430 receives and demodulates the transmitted multiplexed signal.
[0054]
The circuit configurations of the optical transmitters 411 to 413 are the same as those of the optical transmitter of the first embodiment described above (see FIG. 1). However, in the present embodiment, it is assumed that the number of RF signals used in the optical transmitters 411 to 413 is two. The two RF signals e in the optical transmitter 411₁ , E₂ For each center frequency f₁₁, F₁₂(However, f₁₁<F₁₂) And two RF signals e in the optical transmitter 412₁ , E₂ For each center frequency f_{twenty one}, F_{twenty two}(However, f_{twenty one}<F_{twenty two}) And two RF signals e in the optical transmitter 413₁ , E₂ For each center frequency f₃₁, F₃₂(However, f₃₁<F₃₂). Further, the

optical transmitters

411, 412, and 413 send information to be sent to the respective RF signals e₂ It is assumed that it is included in
[0055]
FIG. 5 shows the frequency arrangement of the intensity modulation components of the optical signals output from the

optical transmitters

411, 412, and 413. Referring to FIG. 5, the frequency of the intensity modulation component in the optical signal output from optical transmission apparatus 411 is f₁₁, F₁₂, F₁₂-F₁₁, F₁₂+ F₁₁It is. The frequency of the intensity modulation component in the optical signal output from the optical transmitter 412 is f_{twenty one}, F_{twenty two}, F_{twenty two}-F_{twenty one}, F_{twenty two}+ F_{twenty one}It is. Further, the frequency of the intensity modulation component in the optical signal output from the optical transmitter 413 is f₃₁, F₃₂, F₃₂-F₃₁, F₃₂+ F₃₁It is.
[0056]
Of these frequencies, f₁₁, F_{twenty one}And f₃₁Are different from each other. F₁₁, F_{twenty one}And f₃₁Is f₁₂, F₁₂-F₁₁, F₁₂+ F₁₁, F_{twenty two}, F_{twenty two}-F_{twenty one}, F_{twenty two}+ F_{twenty one}, F₃₂, F₃₂-F₃₁, F₃₂+ F₃₁Shall not overlap. F₁₂, F_{twenty two}, F₃₂May be the same frequency. F₁₂-F₁₁And f₁₂+ F₁₁Is f₁₁, F_{twenty one}, F₃₁And f₁₂It may overlap with other frequencies. F_{twenty two}-F_{twenty one}And f_{twenty two}+ F_{twenty one}Is f₁₁, F_{twenty one}, F₃₁And f_{twenty two}It may overlap with other frequencies. F₃₂-F₃₁And f₃₂+ F₃₁Is f₁₁, F_{twenty one}, F₃₁And f₃₂It may overlap with other frequencies.
[0057]
Each optical signal output from the

optical transmitters

411, 412, and 413 passes through the optical transmission path 420 and enters the optical receiver 430. The optical receiver 430 converts the optical signal into a current signal. And the frequency is f₁₁, F_{twenty one}, F₃₁RF signal e of any frequency of₂ Is extracted with a band-pass filter to obtain a desired signal.
[0058]
In the optical transmitter 411, the frequency is f.₁₁In addition to the RF signal, the frequency is f₁₂, F₁₂-F₁₁, F₁₂+ F₁₁Are input to the semiconductor laser. As a result, the spectral distribution of the optical signal output from the semiconductor laser is diffused. The same applies to the

optical transmitters

412 and 413. According to this embodiment, it is not necessary to lower the optical modulation degree of the signal to be transmitted, and therefore the SN ratio of the signal after reception is not deteriorated.
[0059]
In the present embodiment, the number of optical transmission devices is three, but it may be more. Further, although the number of RF signals in each optical transmission apparatus is two, it may be more than that.
[0060]
(Third embodiment)
The configuration of the optical transmission system according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the second embodiment (see FIG. 4) described above. The circuit configurations of the optical transmission apparatuses 411 to 413 are the same as those of the optical transmission apparatus (see FIG. 1) of the first embodiment described above. However, in the present embodiment, it is assumed that the number of RF signals used in the optical transmitters 411 to 413 is two. The two RF signals e in the optical transmitter 411₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F₁₂(However, f₀ <F₁₂) And two RF signals e in the optical transmitter 412₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F_{twenty two}(However, f₀ <F_{twenty two}) And two RF signals e in the optical transmitter 413₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F₃₂(However, f₀ <F₃₂). Each RF signal e₂ Are assumed to contain information that the

optical transmitters

411, 412, and 413 want to send. Each RF signal e₂ Band of₁ , B₂ , B_Three And the occupied frequencies do not overlap each other.
[0061]
FIG. 6 shows the frequency arrangement of each of the optical signals output from the

optical transmitters

411, 412, and 413. Frequency f₀ , F₁₂, F_{twenty two}, F₃₂Satisfies the following conditional expressions (23), (24), and (25). Where f₁₂<F_{twenty two}<F₃₂And Further, k = 1, 2, 3 is set.
f₀ > B_k                 ... (23)
｜ f_{twenty two}-F₁₂| ≧ 2 · f₀   ... (24)
｜ f₃₂-F_{twenty two}| ≧ 2 · f₀   ... (25)
[0062]
Each optical signal output from the

optical transmitters

411, 412, and 413 passes through the optical transmission path 420 and enters the optical receiver 430. The optical receiver 430 converts the optical signal into a current signal. And the frequency is f₁₂, F_{twenty two}, F₃₂RF signal e of any frequency of₂ Is extracted with a band-pass filter to obtain a desired signal. The effects obtained in this embodiment are the same as those in the second embodiment described above.
[0063]
(Fourth embodiment)
The configuration of the optical transmission system according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the second embodiment (see FIG. 4) described above. The circuit configurations of the optical transmission apparatuses 411 to 413 are the same as those of the optical transmission apparatus (see FIG. 1) of the first embodiment described above. However, in the present embodiment, it is assumed that the number of RF signals used in the optical transmitters 411 to 413 is two. The two RF signals e in the optical transmitter 411₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F₁₂(However, f₀ <F₁₂) And two RF signals e in the optical transmitter 412₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F_{twenty two}(However, f₀ <F_{twenty two}) And two RF signals e in the optical transmitter 413₁ , E₂ For each center frequency f₀ , F₃₂(However, f₀ <F₃₂). Each RF signal e₂ , It is assumed that the

optical transmitters

411, 412, and 413 include information that the

optical transmitters

411, 412, and 413 want to send. Also, the RF signal e of the optical transmitter 411₂ The minimum frequency and maximum frequency of f_1aAnd f_1bRF signal e of the optical transmitter 412₂ The minimum frequency and maximum frequency of f_2aAnd f_2bRF signal e of the optical transmitter 413₂ The minimum frequency and maximum frequency of f_3aAnd f_3bAnd
[0064]
FIG. 7 shows the frequency arrangement of each of the optical signals output from the

optical transmitters

411, 412, and 413. Frequency f₀ Satisfies the following conditional expression (26). Where f_1a<F_1b<F_2a<F_2b<F_3a<F_3bAnd
f₀ > | F_3b-F_1a| (26)
[0065]
Each optical signal output from the

optical transmitters

411, 412, and 413 passes through the optical transmission path 420 and enters the optical receiver 430. The optical receiver 430 converts the optical signal into a current signal. And the frequency is f₁₂, F_{twenty two}, F₃₂RF signal e of any frequency of₂ Is extracted with a band-pass filter to obtain a desired signal. The effects obtained in this embodiment are the same as those in the second embodiment described above.
[0066]
(Fifth embodiment)
The configuration of the optical transmission system according to the fifth embodiment of the present invention is the same as that of the second embodiment (see FIG. 4). The circuit configurations of the optical transmission apparatuses 411 to 413 are the same as those of the optical transmission apparatus (see FIG. 1) of the first embodiment described above. However, in the present embodiment, it is assumed that the number of RF signals used in the optical transmitters 411 to 413 is two. The two RF signals e in the optical transmitter 411₁ , E₂ For each center frequency f₁₁ , F₀(However, f₁₁ <F₀) And two RF signals e in the optical transmitter 412₁ , E₂ For each center frequency f_{twenty one} , F₀(However, f_{twenty one} <F₀) And two RF signals e in the optical transmitter 413₁ , E₂ For each center frequency f₃₁ , F₀(However, f₃₁<F₀). Each RF signal e₁ , It is assumed that the

optical transmitters

411, 412, and 413 include information that the

optical transmitters

411, 412, and 413 want to send. Also, the RF signal e of the optical transmitter 411₁ The minimum frequency and maximum frequency of f_1aAnd f_1bRF signal e of the optical transmitter 412₁ The minimum frequency and maximum frequency of f_2aAnd f_2bRF signal e of the optical transmitter 413₁ The minimum frequency and maximum frequency of f_3aAnd f_3bAnd
[0067]
FIG. 8 shows the frequency arrangement of each of the optical signals output from the

optical transmitters

411, 412, and 413. Frequency f₀ Satisfies the following conditional expression (27). Where f_1a<F_1b<F_2a<F_2b<F_3a<F_3bAnd
f₀ > 2 ・ f_3b ... (27)
[0068]
Each optical signal output from the

optical transmitters

411, 412, and 413 passes through the optical transmission path 420 and enters the optical receiver 430. The optical receiver 430 converts the optical signal into a current signal. And the frequency is f₁₁, F_{twenty one}, F₃₁RF signal e of any frequency of₁ Is extracted with a band-pass filter to obtain a desired signal. The effects obtained in this embodiment are the same as those in the tenth embodiment described above.
[0069]
In the embodiment of FIG. 1 (see FIG. 1), the cumulative signal h₂~ H_NAlthough the multipliers 112 to 11N are used to generate the signal, a circuit similar to the signal processing circuit 113 shown in FIG. 6 may be used instead of such a multiplier. Similarly, in the second to fifth embodiments, a circuit similar to the signal processing circuit 113 shown in FIG. 6 may be used instead of the multipliers in the optical transmission apparatuses 411 to 413.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission device used in an optical transmission system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the optical transmission apparatus shown in FIG. 1;
3 is a diagram illustrating a spectrum distribution of an output signal in a main part of the optical transmission device illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a spectrum distribution of an output signal in a main part of an optical transmission system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a spectrum distribution of an output signal in a main part of an optical transmission system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a spectrum distribution of an output signal in a main part of an optical transmission system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a spectrum distribution of an output signal in a main part of an optical transmission system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional optical transmission system using an SCM transmission method.
10 is a diagram illustrating an operation principle of the optical transmission system illustrated in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
112 to 11N: Multiplier
120 ... Semiconductor laser
411-413 ... Optical transmitter
420: Optical transmission line
430: Optical receiver

Claims

An apparatus for converting an electrical signal into an optical signal and transmitting the optical signal,
A plurality of element signal generating means each for generating an element signal obtained by adding a DC signal to an RF signal;
Multiplication means for multiplying each element signal and outputting a cumulative signal;
Light modulation means for converting the accumulated signal into a light intensity modulation signal,
The occupied frequencies of the RF signals are arranged so as not to overlap with each other and not to overlap with the harmonic frequency generated by the multiplication of the RF signals.
An optical transmission apparatus, wherein a maximum amplitude value of an RF signal included in each element signal is set to be equal to or less than a magnitude of the DC signal.

The RF signal included in each of the element signals is composed of modulation signals having different carrier frequencies,
2. The optical transmission device according to claim 1, wherein a value of a square root with respect to a sum of squares of an amplitude value of each modulation signal is set to be equal to or less than a magnitude of the DC signal.

An optical transmission system for multiplexing a plurality of optical modulation signals output from a plurality of optical transmission devices and transmitting the multiplexed signals through a common optical transmission line,
Each of the optical transmission devices
A plurality of element signal generating means each for generating an element signal obtained by adding a DC signal to an RF signal;
Multiplication means for multiplying each element signal and outputting a cumulative signal;
Light modulation means for converting the accumulated signal into a light intensity modulation signal,
The occupied frequencies of the RF signals are arranged so as not to overlap with each other and not to overlap with the harmonic frequency generated by the multiplication of the RF signals.
An optical transmission system, wherein a maximum amplitude value of an RF signal included in each element signal is set to be equal to or less than a magnitude of the DC signal.

Element signal generation means in each of the optical transmission devices,
First element signal generating means for generating a first element signal obtained by adding a direct current signal to a first RF signal arranged on the low frequency side;
A second element signal generating means for generating a second element signal obtained by adding a direct current signal to a second RF signal arranged on the high frequency side,
The frequency of the first RF signal in each of the optical transmission devices is set to be equal among all the optical transmission devices and larger than the maximum value of the frequency bandwidth of the second RF signal handled by all the optical transmission devices. Has been
The center frequency interval of the second RF signal in each of the optical transmission devices is set to an interval of at least twice the frequency of the first RF signal. Optical transmission system.

Element signal generation means in each of the optical transmission devices,
First element signal generating means for generating a first element signal obtained by adding a direct current signal to a first RF signal arranged on the low frequency side;
A second element signal generating means for generating a second element signal obtained by adding a direct current signal to a second RF signal arranged on the high frequency side,
The frequency of the first RF signal in each of the optical transmission devices is equal among all the optical transmission devices and is greater than the difference between the maximum frequency and the minimum frequency of the second RF signal handled by all the optical transmission devices. 4. The optical transmission system according to claim 3, wherein the optical transmission system is set to a large value.

Element signal generation means in each of the optical transmission devices,
First element signal generating means for generating a first element signal obtained by adding a direct current signal to a first RF signal arranged on the low frequency side;
A second element signal generating means for generating a second element signal obtained by adding a direct current signal to a second RF signal arranged on the high frequency side,
The frequency of the second RF signal in each of the optical transmission devices is set to be equal between the optical transmission devices,
The occupied frequency of the first RF signal in each of the optical transmission devices is set to be different from each other between the optical transmission devices,
The center frequency of the second RF signal in each of the optical transmission devices is set to at least twice the maximum frequency of the first RF signal handled by all the optical transmission devices. 4. The optical transmission system according to 3.